特許 5994303 ドグクラッチを備えた自動変速機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5994303

(24)【登録日】2016年9月2日

(45)【発行日】2016年9月21日

(54)【発明の名称】ドグクラッチを備えた自動変速機

(51)【国際特許分類】

   F16D 28/00 20060101AFI20160908BHJP

   F16D 11/10 20060101ALI20160908BHJP

【ＦＩ】

   F16D28/00 Z

   F16D11/10 A

【請求項の数】2

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-57565(P2012-57565)

(22)【出願日】2012年3月14日

(65)【公開番号】特開2013-190063(P2013-190063A)

(43)【公開日】2013年9月26日

【審査請求日】2015年2月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】アイシン精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089082

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 脩

(72)【発明者】

【氏名】森 匡輔

(72)【発明者】

【氏名】岩崎 靖久

(72)【発明者】

【氏名】原田 新也

【審査官】 日下部 由泰

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−０２２００３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２８６１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０８４６９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１７２１１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０９６１９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０１３５２６０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ １１／１０，２８／００

Ｆ１６Ｆ ６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自動変速機の入力軸および出力軸の一方に回転連結され軸線回りに回転可能に軸承された回転軸と、
前記回転軸に回転可能に支承され前記入力軸および出力軸の他方に回転連結されたクラッチリングと、
前記回転軸に前記クラッチリングと隣接して固定されたクラッチハブと、
前記クラッチハブと前記軸線方向に沿って移動可能に噛合されたスリーブと、
前記スリーブを前記軸線方向に沿って往復動させる軸動機構と、
前記クラッチリングに前記スリーブ側に突出して設けられ前記スリーブの軸動に応じて前記スリーブに形成されたスプラインと離脱可能に噛合するドグクラッチ部とを備え、
前記軸動機構は、前記スリーブを弾性的に付勢して前記クラッチリングに係合させる際に該クラッチリングから反力が加わった場合に、前記スリーブが前記反力によって移動することを許容するように構成され、
前記軸動機構は、前記スリーブの外周を回転可能に保持して前記スリーブを前記軸線方向に往復動させるフォークと、
前記回転軸と互いに対向しかつ平行に配設され、前記フォークの基端部が固定されているシャフトと、
磁力によって前記シャフトを前記シャフトの軸線方向に沿って往復動させることで、前記スリーブを前記回転軸の軸線方向に沿って往復動させる前記駆動装置であるリニアアクチュエータと、を備え、
前記回転軸は、その一端部が第一壁に軸承され、その他端部が前記第一壁に対向する第二壁に軸承され、
前記シャフトは、その一端部が前記第一壁に軸承され、その他端部が前記第二壁に軸承され、
前記シャフトの前記一端部または前記他端部は、前記リニアアクチュエータを貫通して配置され、
前記リニアアクチュエータ、および前記シャフトのうち前記リニアアクチュエータを貫通する部分のうち一方には、複数の円筒状のコイルが前記シャフトの前記軸線方向に沿って並設され、他方には、前記コイルに対して非接触の状態で複数のＮ極磁石とＳ極磁石が交互に前記シャフトの前記軸線方向に沿って並設されている、ドグクラッチを備えた自動変速機。

【請求項2】

請求項１において、前記リニアアクチュエータは、前記第一壁または前記第二壁の外壁面に固定されているドグクラッチを備えた自動変速機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ドグクラッチを備えた自動変速機に関する。

【背景技術】

【0002】

自動変速機の一形式として、特許文献１に示されているものが知られている。特許文献１に記載されている自動変速機はシャフトと伝達ギヤとの差回転を無くす（同期させる）ためにシンクロメッシュ機構を有している。また、特許文献１の図１に示されているように、自動変速機は、回動機構Ｒと、回動機構Ｒの駆動源であり回転モータであるシフト用駆動モータ２０とを含んで構成されている。回転機構Ｒは、回転駆動ギヤ３６、平歯車３７、回転軸３８、連動ベベルギヤ３９、およびベベルギヤピニオン２２とから構成されている。

【0003】

この特許文献１に示されているシンクロメッシュ機構に代えて、特許文献２に示されているようなドグクラッチ機構を採用する自動変速機が考えられている。特許文献２の図１に示されているように、ドグクラッチ機構は、シャフトに連結されたハブ２を有し、ハブ２の外周に形成されたスプライン歯にスリーブ３の内歯をスライド自在に係合させ、スリーブ３の内歯をハブに隣接してシャフト上に回転自在に支持された伝達ギヤ４のクラッチ歯と直接かみ合わせることにより、伝達ギヤ４をシャフトに固定するようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−１３９１４６号公報

【特許文献2】特開２０１０−０９６１９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した特許文献１に記載した自動変速機のシンクロメッシュ機構に代えて特許文献２に記載したドグクラッチ機構を採用した場合においては、シフト用駆動モータ２０の駆動により回動機構Ｒが作動してそれに連動してスリーブ３が往復動する。このとき、シャフトと伝達ギヤとの差回転が大きい場合には、シフト用駆動モータ２０の駆動によってスリーブ３が伝達ギヤ４に向けて移動されてもクラッチ歯に噛み合わず跳ね返される（弾かれる）場合があり、その反力によって回動機構Ｒやシフト用駆動モータ２０がダメージを受けるという問題がある。

【0006】

本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、ドグクラッチを備えた自動変速機において、ドグクラッチの係合時に発生する反力による自動変速機へのダメージを抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するため、請求項１に係るドグクラッチを備えた自動変速機の発明は、自動変速機の入力軸および出力軸の一方に回転連結され軸線回りに回転可能に軸承された回転軸と、回転軸に回転可能に支承され入力軸および出力軸の他方に回転連結されたクラッチリングと、回転軸にクラッチリングと隣接して固定されたクラッチハブと、クラッチハブと軸線方向に沿って移動可能に噛合されたスリーブと、スリーブを軸線方向に沿って往復動させる軸動機構と、クラッチリングにスリーブ側に突出して設けられスリーブの軸動に応じてスリーブに形成されたスプラインと離脱可能に噛合するドグクラッチ部とを備え、軸動機構は、スリーブを弾性的に付勢してクラッチリングに係合させる際に該クラッチリングから反力が加わった場合に、スリーブが反力によって移動することを許容するように構成され、軸動機構は、スリーブの外周を回転可能に保持してスリーブを軸線方向に往復動させるフォークと、回転軸と互いに対向しかつ平行に配設され、フォークの基端部が固定されているシャフトと、磁力によってシャフトをシャフトの軸線方向に沿って往復動させることで、スリーブを回転軸の軸線方向に沿って往復動させる駆動装置であるリニアアクチュエータと、を備え、回転軸は、その一端部が第一壁に軸承され、その他端部が第一壁に対向する第二壁に軸承され、シャフトは、その一端部が第一壁に軸承され、その他端部が第二壁に軸承され、シャフトの一端部または他端部は、リニアアクチュエータを貫通して配置され、リニアアクチュエータ、およびシャフトのうちリニアアクチュエータを貫通する部分のうち一方には、複数の円筒状のコイルがシャフトの軸線方向に沿って並設され、他方には、コイルに対して非接触の状態で複数のＮ極磁石とＳ極磁石が交互にシャフトの軸線方向に沿って並設されている。

【0008】

また、請求項２に係る発明は、請求項１において、リニアアクチュエータは、第一壁または第二壁の外壁面に固定されている。

【発明の効果】

【0009】

上記のように構成した請求項１に係る発明においては、軸動機構は、スリーブを弾性的に付勢してクラッチリングに係合させる際に該クラッチリングから反力が加わった場合に、スリーブが反力によって移動することを許容するように構成されている。これにより、駆動機構によってスリーブがクラッチリングに向けて移動され該スリーブがドグクラッチ部に噛み合う際、回転軸（クラッチハブ）とクラッチリングとの差回転が大きい場合には、該スリーブがドグクラッチ部に噛み合わず跳ね返される（弾かれる）場合がある。そのときドグクラッチ部からスリーブに対する反力が発生しても、その反力によってスリーブが移動することが許容される。したがって、その反力によって駆動機構ひいては自動変速機がダメージを受けるのを抑制することができる。
また、軸動機構は、スリーブの外周を回転可能に保持してスリーブを軸線方向に往復動させるフォークと、フォークの基端部が固定されているシャフトと、磁力によってシャフトを軸線方向に沿って往復動させる駆動装置であるリニアアクチュエータと、を備えている。これにより、従来技術で使用していた回転モータと変速機構との組み合わせと比較して、応答性が高いリニアアクチュエータを使用するため、差回転が大きくスリーブがドグクラッチ部に跳ね返されても短時間でリトライでき、変速時間を短縮することができる。
また、シャフトの一端部または他端部は、リニアアクチュエータを貫通して配置され、リニアアクチュエータ、およびシャフトのうちリニアアクチュエータを貫通する部分のうち一方には、複数の円筒状のコイルがシャフトの軸線方向に沿って並設され、他方には、コイルに対して非接触の状態で複数のＮ極磁石とＳ極磁石が交互にシャフトの軸線方向に沿って並設されている。その結果、軸動機構は、軸動機構（リニアアクチュエータ）のコイルへの通電により磁力を発生させ、その磁力によってスリーブを弾性的に付勢しているため、発生した反力によってスリーブは付勢方向と反対方向に瞬間的に移動される。このとき、スリーブの移動に伴ってシャフトが移動するが、リニアアクチュエータとシャフトとは非接触であるので、リニアアクチュエータ、軸動機構ひいては自動変速機がダメージを受けるのを抑制することができる。

【0010】

上記のように構成した請求項２に係る発明においては、請求項１において、リニアアクチュエータは、第一壁または第二壁の外壁面に固定されている。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明によるドグクラッチを備えた自動変速機を適用した車両の一実施形態の概要を示す概要図である。

【図2】図１に示す自動変速機の断面図である。

【図3】図２に示す第１入力ギヤ（クラッチリング）、クラッチハブおよびスリーブを示す斜視図である。

【図4】（Ａ）は、第１入力ギヤ（クラッチリング）の正面図であり、（Ｂ）は、第１入力ギヤ（クラッチリング）の側面図である。

【図5】クラッチハブの正面図である。

【図6】スリーブの正面図である。

【図7】図２に示す自動変速機の動作を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明によるドグクラッチを備えた自動変速機を車両に適用した一実施形態について図面を参照して説明する。図１はその車両の構成を示す概要図である。

【0013】

車両Ｍは、図１に示すように、エンジン１１、クラッチ１２、自動変速機１３、ディファレンシャル装置１４、駆動輪（左右前輪）Ｗｆｌ，Ｗｆｒを含んで構成されている。エンジン１１は、燃料の燃焼によって駆動力を発生させるものである。エンジン１１の駆動力は、クラッチ１２、自動変速機１３、およびディファレンシャル装置１４を介して駆動輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒに伝達されるように構成されている（いわゆるＦＦ車両である）。

【0014】

クラッチ１２は、制御装置（図示省略）の指令に応じて自動で断接されるように構成されている。自動変速機１３は、ドグクラッチ機構を組み込んで例えば前進５段、後進１段を自動的に選択するものである。ディファレンシャル装置１４は、ファイナルギヤおよびディファレンシャルギヤの両方を含んで構成されており、自動変速機１３と一体的に形成されている。

【0015】

自動変速機１３（２０）は、図２に示すように、ケーシング２１、入力シャフト２２、第１入力ギヤ（第１クラッチリング）２３、第２入力ギヤ（第２クラッチリング）２４、クラッチハブ（ハブ）２５、スリーブ２６、軸動機構２７および出力シャフト２８を含んで構成されている。

【0016】

ケーシング２１は、ほぼ有底円筒状に形成された本体２１ａ、本体２１ａの底壁である第１壁２１ｂ、および本体２１ａ内を左右方向に区画する第２壁２１ｃを含んで構成されている。

【0017】

入力シャフト２２は、ケーシング２１に回転自在に支承されている。すなわち、入力シャフト２２の一端（左端）が軸受２１ｂ１を介して第１壁２１ｂに軸承され、入力シャフト２２の他端（右端）側が軸受２１ｃ１を介して第２壁２１ｃに軸承されている。入力シャフト２２の他端は、クラッチ１２を介してエンジン１１の出力軸に回転連結されている。よって、エンジン１１の出力はクラッチ１２が接続されているときに入力シャフト２２に入力される。

【0018】

入力シャフト２２は、クラッチ１２から駆動力を入力する入力軸２２ａと、入力軸２２ａに直結され一体回転する回転軸２２ｂとから構成されている。回転軸２２ｂの一端（左端）が軸受２１ｂ１を介して第１壁２１ｂに軸承され、他端（右端）側が軸受２１ｃ１を介して第２壁２１ｃに軸承されている。本実施形態においては、回転軸２２ｂは自動変速機の入力軸２２ａに直結（直接連結）されているが、回転軸は、入力軸に回転連結するように構成してもよく、出力軸に直結または回転連結するように構成してもよい。

【0019】

入力シャフト２２（回転軸２２ｂ）には、第１入力ギヤ（クラッチリング）２３および第２入力ギヤ（クラッチリング）２４が回転自在に支承されている。さらに、入力シャフト２２（回転軸２２ｂ）には、第１入力ギヤ２３と第２入力ギヤ２４との間にこれらと隣接して、クラッチハブ（ハブ）２５がスプライン嵌合等で固定されている。第１入力ギヤ２３および第２入力ギヤ２４は、出力軸である出力シャフト２８に第1出力ギヤ２８ａを介して回転直結されている。本実施形態においては、第１入力ギヤ２３および第２入力ギヤ２４は、自動変速機の出力軸に回転連結されているが、出力軸に連結するように構成してもよく、入力軸に直結または回転連結するように構成してもよい。

【0020】

第１入力ギヤ２３のクラッチハブ２５側の側面には、スリーブ２６に形成されているスプライン２６ａに係合する第１ドグクラッチ部２３ａが突設して形成されている。また、第２入力ギヤ２４のクラッチハブ２５側の側面には、スリーブ２６のスプライン２６ａに係合する第２ドグクラッチ部２４ａが突設して形成されている。ここで、第１入力ギヤ２３の第１ドグクラッチ部２３ａは、第２入力ギヤ２４の第２ドグクラッチ部２４ａと同一構成であるため、図３には第１入力ギヤ２３、クラッチハブ２５およびスリーブ２６を示して以下詳細に説明する。

【0021】

図３および図４に示すように、第１ドグクラッチ部２３ａには、リング状の環状凸部２３ａ１と、環状凸部２３ａ１の外周において１８０度隔てて配置された２枚のクラッチ前歯２３ｂ１と、環状凸部２３ａ１の外周において２枚のクラッチ前歯２３ｂ１の間に５枚ずつ等角度間隔で配置されたクラッチ後歯２３ｃ１とが形成されている。クラッチ前歯２３ｂ１およびクラッチ後歯２３ｃ１は、環状凸部２３ａ１の外周に一定幅のクラッチ歯溝２３ｄ１を空けて形成されている。クラッチ前歯２３ｂ１はクラッチ後歯２３ｃ１より軸線方向に突出して形成されている。

【0022】

環状凸部２３ａ１の外径は、スリーブ２６に形成されているスプライン２６ａの高歯２６ａ１の内径より小さくなるように形成されている。クラッチ前歯２３ｂ１の外径は、スプライン２６ａの高歯２６ａ１の内径より大きく、スプライン２６ａの低歯２６ｂ１の内径より小さくなるように形成されている。クラッチ後歯２３ｃ１は、スプライン２６ａのスプライン歯溝２６ｃ１と噛合可能に形成されている。すなわち、クラッチ前歯２３ｂ１は、低歯２６ｂ１とは噛み合わず、高歯２６ａ１と噛み合い可能に形成されている。クラッチ後歯２３ｃ１は、高歯２６ａ１および低歯２６ｂ１と噛み合い可能に形成されている。

【0023】

クラッチ前歯２３ｂ１は、高歯２６ａ１と同数枚（本例では、２枚）形成されている。スリーブ２６の回転速度と第１入力ギヤ２３の回転速度に大きな差が生じていても、２枚の高歯２６ａ１が２枚のクラッチ前歯２３ｂ１間に容易に入り込めるように、クラッチ前歯２３ｂ１は少歯とされている。そして、クラッチ前歯２３ｂ１は、高歯２６ａ１と対応する位置で環状凸部２３ａ１の前端面２３ａ２からドグクラッチ部２３ａの後端位置Ｐｅまで延在して形成されている。クラッチ後歯２３ｃ１は、環状凸部２３ａ１の前端面２３ａ２から第１所定量ｄ１後退した位置からドグクラッチ部２３ａの後端位置Ｐｅまで延在して形成されている。

【0024】

クラッチ前歯２３ｂ１の高歯２６ａ１と対向する前端部には、周方向中央部からドグクラッチ部２３ａの後端位置Ｐｅ側に向かって傾斜する傾斜面２３ｂ２が円周方向両側に形成されている。クラッチ前歯２３ｂ１の傾斜面２３ｂ２がクラッチ前歯２３ｂ１の側面２３ｂ３と交差する位置Ｐｃは、クラッチ後歯２３ｃ１の接触面２３ｃ２より環状凸部２３ａ１の前端面２３ａ２側となるように、クラッチ前歯２３ｂ１の傾斜面２３ｂ２は形成されている。なお、クラッチ前歯２３ｂ１の前端部の先端、すなわち両傾斜面２３ｂ２の交差部は、一般的な丸み面取り（Ｒ形状）に形成されている。

【0025】

クラッチ後歯２３ｃ１の前端には、高歯２６ａ１および低歯２６ｂ１と当接可能な接触面２３ｃ２が形成されている。クラッチ後歯２３ｃ１の両側には、側面２３ｃ３，２３ｃ３が形成されている。接触面２３ｃ２と両側面２３ｃ３，２３ｃ３との間には、側方傾斜面２３ｃ４，２３ｃ４がそれぞれ形成されている。側方傾斜面２３ｃ４，２３ｃ４は、ドグクラッチ部２３ａの後端位置Ｐｅ側に向かって傾斜している。

【0026】

なお、第１入力ギヤ２３の外周面には、後述する第１出力ギヤ２８ａと噛合するギヤ（ヘリカルギヤ）が形成されている。第２入力ギヤ２４の外周面には、後述する第２出力ギヤ２８ｂと噛合するギヤ（ヘリカルギヤ）が形成されている。

【0027】

図３および図５に示すように、クラッチハブ２５の外周面には、スリーブ２６の内周面に形成されているスプライン２６ａに入力シャフト２２の軸線方向に摺動可能に係合するスプライン２５ａが形成されている。スプライン２５ａは、複数（例えば２つ）の溝２５ａ１が残りの溝より深く形成されている。複数の溝２５ａ１は、スリーブ２６の複数の高歯２６ａ１に対応するものである。

【0028】

図３および図６に示すように、スリーブ２６は、クラッチハブ２５と一体回転するとともにクラッチハブ２５に対して軸線方向に摺動可能であり、リング状に形成されたものである。スリーブ２６の内周面には、クラッチハブ２５の外周面に形成されているスプライン２５ａに軸線方向に摺動可能に係合するスプライン２６ａが形成されている。スプライン２６ａは、複数（例えば２つ）の高歯２６ａ１が残りの低歯２６ｂ１より歯丈が高く形成されている。高歯２６ａ１および低歯２６ｂ１における第１入力ギヤ２３側の前端面の両端角部は、クラッチ前歯２３ｂ１やクラッチ後歯２３ｃ１と当接したときに衝撃で破損しないように、一般的な４５度面取り（Ｃ形状）に形成されている。また、スリーブ２６の外周面には、周方向に沿って外周溝２６ｄが形成されている。外周溝２６ｄには、フォーク２７ａの先端円弧部が周方向に沿って摺動可能に係合する。

【0029】

軸動機構２７は、スリーブ２６を弾性的に付勢して第１入力ギヤ２３または第２入力ギヤ２４に係合させる際に第１入力ギヤ２３または第２入力ギヤ２４から反力が加わった場合に、スリーブ２６が反力によって移動することを許容するように構成されている。軸動機構２７は、従来のように変速機などの減速装置を備えていない。

【0030】

軸動機構２７は、フォーク２７ａ、フォークシャフト２７ｂおよび駆動装置（アクチュエータ）２７ｃを含んで構成されている。フォーク２７ａの先端部は、スリーブ２６の外周溝２６ｄの外周形状にあわせて形成されている。フォーク２７ａの基端部は、フォークシャフト２７ｂに固定されている。フォークシャフト２７ｂは、ケーシング２１に軸線方向に沿って摺動自在に支承されている。すなわち、フォークシャフト２７ｂの一端（左端）が軸受２１ｂ３を介して第１壁２１ｂに支承され、フォークシャフト２７ｂの他端（右端）側が軸受２１ｃ３を介して第２壁２１ｃに支承されている。フォークシャフト２７ｂの他端部は、駆動装置２７ｃを貫通して配設されている。

【0031】

駆動装置２７ｃは、リニアモータを駆動源とするリニア駆動装置であり、リニアモータとしては、特開２００８−２５９４１３号公報に記載されているものを採用すればよい。すなわち、リニア駆動装置２７ｃは、複数のコイルが軸線方向に沿って並設されて円筒状のコアが形成され、その貫通穴を貫通しているフォークシャフト２７ｂに複数のＮ極磁石とＳ極磁石を交互に並設することで構成されている。各コイルへの通電を制御することで、フォークシャフト２７ｂを往復動させることも、任意の位置に位置決め固定させることも可能である。

【0032】

なお、本実施形態では、駆動装置としてリニア駆動装置を採用したが、スリーブ２６を第１入力ギヤ２３または第２入力ギヤ２４に押圧させている際に、第１入力ギヤ２３または第２入力ギヤ２４から反力が加わった場合に、スリーブ２６がその反力によって移動することを許容するように構成されているものであれば、他の駆動装置であるソレノイド式駆動装置や油圧式駆動装置でもよい。

【0033】

出力シャフト（カウンタシャフト）２８は、ケーシング２１に回転自在に支承されている。すなわち、出力シャフト２８の一端（左端）が軸受２１ｂ２を介して第１壁２１ｂに軸承され、出力シャフト２８の他端（右端）が軸受２１ｃ２を介して第２壁２１ｃに軸承されている。

【0034】

出力シャフト２８には、第１出力ギヤ２８ａ、第２出力ギヤ２８ｂおよび第３出力ギヤ２８ｃがスプライン嵌合等で固定されている。

【0035】

第１出力ギヤ２８ａは第１入力ギヤ２３と噛合するものであり、外周面には第１入力ギヤ２３と噛合するギヤ（ヘリカルギヤ）が形成されている。第２出力ギヤ２８ｂは第２入力ギヤ２４と噛合するものであり、外周面には第２入力ギヤ２４と噛合するギヤ（ヘリカルギヤ）が形成されている。第３出力ギヤ２８ｃは、ディファレンシャル装置１４の入力ギヤ（図示省略）と噛合するものであり、外周面にはその入力ギヤと噛合するギヤ（ヘリカルギヤ）が形成されている。よって、エンジン１１の駆動力は、入力シャフト２２から入力し、出力シャフト２８に伝達し最終的に第３出力ギヤ２８ｃを介してディファレンシャル装置１４に出力される。

【0036】

なお上述した自動変速機では、図２においては、１つのドグクラッチ機構（例えば１速⇔２速）のみを示しているが、自動変速機は他に複数例えば２つ（例えば３速⇔４速、５速⇔後進）のドグクラッチ機構（図示省略）を有している。セレクトする場合には、制御対象である軸動機構のリニアアクチュエータに制御指令を送信することで選択することになる。

【0037】

次に、自動変速機用ドグクラッチにおけるスリーブ２６の高歯２６ａ１および低歯２６ｂ１、並びに第１入力ギヤ２３のクラッチ前歯２３ｂ１およびクラッチ後歯２３ｃ１の作動について、図７を参照して説明する。ここで、例えば、スリーブ２６が高速で回転し、第１入力ギヤ２３が低速で回転している場合、スリーブ２６は減速される。一方、スリーブ２６が低速で回転し、第１入力ギヤ２３が高速で回転している場合、スリーブ２６は増速される。以下の説明では減速動作を説明する。

【0038】

図７（ａ）に示すように、自動変速機のシフト前においては、スリーブ２６は、第１入力ギヤ２３から離間している。そして、スリーブ２６が、軸動機構２７により軸線方向に沿って第１入力ギヤ２３側に移動されると、図７（ｂ）に示すように、高歯２６ａ１の前端面２６ａ２が、クラッチ前歯２３ｂ１の前端部の頂部（両傾斜面２３ｂ２の交差部）と当接する。このとき、低歯２６ｂ１は、何にも当接していない。これにより、多少ではあるが、スリーブ２６は、減速される。

【0039】

さらに、スリーブ２６が、軸動機構２７により軸線方向に沿って移動されると、高歯２６ａ１の前端面２６ａ２（面取り部）が、クラッチ前歯２３ｂ１の傾斜面２３ｂ２と当接する。このとき、低歯２６ｂ１は、何にも当接していない。これにより、スリーブ２６は、大きく減速される。なお、高歯２６ａ１の前端面２６ａ２（面取り部）が、クラッチ前歯２３ｂ１の傾斜面２３ｂ２に弾かれた場合、高歯２６ａ１の前端面２６ａ２をクラッチ前歯２３ｂ１の前端部の頂部（両傾斜面２３ｂ２の交差部）と当接させる動作からやり直す。

【0040】

さらに、スリーブ２６が、軸動機構２７により軸線方向に沿って移動されると、図７（ｃ）に示すように、高歯２６ａ１の前端面２６ａ２および低歯２６ｂ１の前端面２６ｂ２が、クラッチ後歯２３ｃ１の接触面２３ｃ２と当接する。これにより、多少ではあるが、スリーブ２６は減速される。

【0041】

さらに、スリーブ２６が、軸動機構２７により軸線方向に沿って移動されると、作動状態は２通りに分かれる。第１の作動状態は、高歯２６ａ１の前端面２６ａ２（面取り部）および低歯２６ｂ１の前端面２６ｂ２（面取り部）が、クラッチ後歯２３ｃ１の側方傾斜面２３ｃ４と当接する。クラッチ前歯２３ｂ１およびクラッチ後歯２３ｃ１は、凸部２３ａ１の外周に一定幅のクラッチ歯溝２３ｄ１を空けて形成されているので、高歯２６ａ１および低歯２６ｂ１は、短時間で最寄りのクラッチ歯溝２３ｄ１に飛び込むことができる。これにより、スリーブ２６は、大きく減速される。さらに、スリーブ２６が、軸動機構２７により軸線方向に沿って移動されると、図７（ｄ）に示すように、高歯２６ａ１および低歯２６ｂ１は、クラッチ後歯２３ｃ１と完全に噛み合い、スリーブ２６と第１入力ギヤ２３とは同期回転し、シフト動作が完了する。

【0042】

第２の作動状態は、高歯２６ａ１および低歯２６ｂ１が、最寄りのクラッチ歯溝２３ｄ１に飛び込むことができないときであり、高歯２６ａ１の側面２６ａ３が、クラッチ前歯２３ｂ１の側面２３ｂ３と当接する。このとき、低歯２６ｂ１は、何にも当接していない。これにより、スリーブ２６は、大きく減速される。さらに、スリーブ２６が、軸動機構２７により軸線方向に沿って移動されると、図７（ｄ）に示すように、高歯２６ａ１および低歯２６ｂ１は、クラッチ後歯２３ｃ１と完全に噛み合い、スリーブ２６と第1入力ギヤ２３とは同期回転し、シフト動作が完了する。
なお、前述した２通りの作動状態においては、高歯２６ａ１および低歯２６ｂ１がクラッチ歯溝２３ｄ１に飛び込むにあたってクラッチ後歯２３ｃ１により弾かれる場合がある。

【0043】

上述したように、スリーブ２６がドグクラッチ部２３ａに噛み合わず弾かれるにあたって、ドグクラッチ部２３ａからスリーブ２６に対する反力が発生するが、軸動機構２７は軸動機構２７の内部のコイルへの通電により磁力を発生させ、その磁力によってスリーブ２６を弾性的に付勢しているため、発生した反力によってスリーブ２６は付勢方向と反対方向に瞬間的に移動される。このとき、スリーブ２６の移動に伴ってフォークシャフト２７ｂが移動するが、リニア駆動装置２７ｃとフォークシャフト２７ｂとは非接触であるので、リニア駆動装置２７ｃ、軸動機構２７ひいては自動変速機はダメージを受けない。なお、軸動機構２７はスリーブ２６を弾性的に付勢しているが、スリーブ２６が弾かれても、反対側に設けられた第２ドグクラッチ部２４ａ（図２参照）に当たることがなく、スリーブ２６の高歯２６ａ１の側面（２６ａ３）または低歯２６ｂ１の側面と、ドグクラッチ部２３ａの前歯２３ｂ１の側面（２３ｂ３）または後歯２３ｃ１の側面（２３ｃ３）とが接触した後の摺動抵抗に打ち勝って噛み合いが進む程度の付勢の強さに設定することが好ましい。

【0044】

上述した実施形態によれば、軸動機構２７は、スリーブ２６を弾性的に付勢してクラッチリングである第１入力ギヤ２３または第２入力ギヤ２４に係合させる際に第１入力ギヤ２３または第２入力ギヤ２４から反力が加わった場合に、スリーブ２６が反力によって移動することを許容するように構成されている。これにより、リニア駆動装置２７ｃによってスリーブ２６が第１入力ギヤ２３または第２入力ギヤ２４に向けて移動され該スリーブ２６が第１ドグクラッチ部２３ａまたは第２ドグクラッチ部２４ａに噛み合う際、回転軸２２ｂ（クラッチハブ２５）と第１入力ギヤ２３または第２入力ギヤ２４との差回転が大きい場合には、該スリーブ２６が第１ドグクラッチ部２３ａまたは第２ドグクラッチ部２４ａに噛み合わず跳ね返される（弾かれる）場合がある。そのとき第１ドグクラッチ部２３ａまたは第２ドグクラッチ部２４ａからスリーブ２６に対する反力が発生しても、その反力によってスリーブ２６が移動することが許容される。したがって、従来技術のように変速機構（減速機）を設けた場合にはスリーブが弾かれると変速機構ひいては自動変速機がダメージを受けたのに対して、弾かれた際の反力によってリニア駆動装置２７ｃ、軸動機構２７ひいては自動変速機がダメージを受けるのを抑制することができる。

【0045】

また、軸動機構２７は、スリーブ２６の外周を回転可能に保持してスリーブ２６を軸線方向に往復動させるフォーク２７ａと、フォーク２７ａの基端部が固定されているフォークシャフト（シャフト）２７ｂと、磁力によってフォークシャフト２７ｂを軸線方向に沿って往復動させる駆動装置であるリニアアクチュエータ２７ｃと、を備えている。これにより、従来技術で使用していた回転モータと変速機構（減速機）との組み合わせと比較して、応答性が高いリニアアクチュエータを使用するため、差回転が大きくスリーブ２６がドグクラッチ部２３ａ（または２４ａ）に跳ね返されても短時間でリトライでき、変速時間を短縮することができる。

【0046】

さらに、高出力の駆動機構を必要とするシンクロメッシュ機構を採用する必要がないため、出力の小さいリニアアクチュエータを採用することで軸動機構を低出力化することができる。また、駆動装置２７ｃからスリーブ２６までの間に減速機を設けないので、構造を簡単にすることができる。

【0047】

なお、上述した実施形態においては、リニアモータの可動部をフォークシャフトに設け、磁界発生部を駆動装置本体側に設けるようにしたが、これらを逆に設けるようにしてもよい。

【0048】

また、上述した実施形態においては、本発明をＦＦ車用の自動変速機に適用するようにしたが、ＦＲ車用、４ＷＤ車用の自動変速機に適用することは可能である。

【符号の説明】

【0049】

１３（２０）…自動変速機、２１…ケーシング、２２…入力シャフト、２２ａ…入力軸、２２ｂ…回転軸、２３…第１入力ギヤ（第１クラッチリング）、２３ａ…第１ドグクラッチ部、２４…第２入力ギヤ（第２クラッチリング）、２４ａ…第２ドグクラッチ部、２５…クラッチハブ、２６…スリーブ、２７…軸動機構、２７ａ…フォーク、２７ｂ…フォークシャフト（シャフト）、２７ｃ…リニア駆動装置（駆動装置）、２８…出力シャフト、Ｍ…車両。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】